Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han mejorado con éxito la tecnología para levantar pequeñas partículas mediante ondas de sonido. Sus "pinzas acústicas" podían levantar cosas de superficies reflectantes sin contacto físico, pero la estabilidad seguía siendo un problema. Ahora, utilizando un algoritmo adaptativo para afinar cómo se controlan las pinzas, han mejorado drásticamente la estabilidad con la que se pueden levantar las partículas. Con una mayor miniaturización, esta tecnología podría implementarse en una amplia gama de entornos, incluido el espacio.

Como puede atestiguar cualquiera que esté de pie junto a un altavoz, las ondas sonoras pueden ejercer una fuerza física real. Con la disposición correcta de los altavoces en la frecuencia, amplitud y fase correctas, es posible superponer esas ondas y configurar un campo de influencia que puede empujar, levantar y sostener objetos físicos. Esta tecnología de pinzas acústicas promete una manipulación de objetos pequeños completamente sin contacto y libre de contaminación.

El año pasado, el Dr. Shota Kondo y el profesor asociado Kan Okubo de la Universidad Metropolitana de Tokio lograron la elevación y el movimiento sin contacto de partículas de tamaño milimétrico utilizando una matriz hemisférica de pequeños transductores de ultrasonido. Los transductores se manejarían individualmente de acuerdo con un algoritmo único, lo que les permitiría configurar campos de presión de sonido que finalmente levantarían y moverían objetos. Sin embargo, la estabilidad de sus "pinzas acústicas" seguía siendo un tema pendiente.

Ahora, el mismo equipo ha ideado una forma de usar la misma configuración para lograr mejoras significativas en la forma en que pueden levantar partículas de superficies rígidas. Hay dos "modos" en los que se pueden controlar los transductores, donde las mitades opuestas de su conjunto hemisférico se activan y desfasan. La nueva perspectiva del equipo es que los diferentes modos son más adecuados para hacer ciertas cosas.

Comenzando con una partícula en una superficie, un modo de excitación "en fase" es mejor para levantar y mover la partícula cerca de la superficie, con una orientación precisa de partículas individuales separadas por solo un centímetro. Mientras tanto, un modo "fuera de fase" es más adecuado para llevar la partícula levantada al centro de la matriz. Por lo tanto, al usar un cambio adaptativo entre los modos, ahora pueden aprovechar lo mejor de ambos modos y lograr un levantamiento estable y bien controlado, así como más estabilidad dentro de la trampa una vez que se levanta.

Este es un importante paso adelante para una tecnología futurista que algún día podría implementarse para manipular muestras que deben mantenerse estrictamente libres de contaminación. El equipo también espera que algún día pueda encontrar una aplicación práctica en el espacio, donde competir contra la gravedad no es un problema. El estudio actual se publica en el Japanese Journal of Applied Physics . + Explora más

Las pinzas acústicas pueden recoger objetos sin contacto físico